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I TESSUTI CONNETTIVI
1) Tessuti connettivi propriamente detti;
2) Tessuto adiposo;
3) Sangue;
4) Tessuto cartilagineo;
5) Tessuto osseo
A cura di
Tiziano Baroni
TESSUTO CONNETTIVO
Gruppo di tessuti con caratteristiche comuni:
• Origine embrionale (mesoderma mesenchima) • Organizzazione strutturale
tessuto connettivo
I tessuti connettivi sono costituiti da:
•cellule, separate da una notevole quantità di •matrice extracellulare (ECM) costituita da:
•fibre •sostanza fondamentale amorfa
solo nel tessuto osseo c’è anche una componente inorganica (sali di Ca++)
TESSUTO CONNETTIVO
• Funzioni:
– connessione di altri tessuti, – funz. meccanica (sostegno), – funz. difensiva (difesa immunitaria) – funz. trofica (nutritizia) vedi diapositiva seguente
N.B.: in ogni tipo di tessuto connettivo sono più rappresentate alcune delle funzioni indicate
Scambi tra
tessuto
connettivo
propriamente
detto e tessuto
epiteliale
I TESSUTI CONNETTIVI
Tess
uti
co
nn
etti
vi
PROPRIAMENTE DETTI • Popolazione cellulare eterogenea
• Vari tipi di fibre • Sostanza fondamentale amorfa
DI SOSTEGNO • Pochi tipi cellulari • Fibre e sostanza fondamentale formano matrice compatta
LASSO Poche fibre, molte cellule
DENSO Molte fibre, poche cellule
FLUIDI • Popolazione cellulare tipica • Fibre assenti • Sostanza fondamentale acquosa
SANGUE Contenuto nell’apparato circolatorio
LINFA Contenuta nel sistema linfatico
CARTILAGINEO Matrice fibrosa gelatinosa
OSSEO Matrice fibrosa mineralizzata
T. connettivo propriamente detto (TCPD)
composta da fibre più o meno organizzate
sostanza fondamentale viscosa
Cellule:
Fisse o residenti
Mobili o migranti In numero variabile in relazione alla situazione ambientale
Funzioni delle cellule:
omeostasi, riparazione, difesa, riserva di energia
Matrice extracellulare:
1. ECM dei TCPD
Le fibre
• Fibre collagene
• Fibre reticolari
• Fibre elastiche
Costituite da proteine chiamate collageni
Formate da proteine quali elastina e fibrillina
Funzione: meccanica
Le fibre del connettivo:
fibre collagene e fibre reticolari
I TESSUTI CONNETTIVI
Le fibre collagene al m.o. (ematossilina-eosina)
le fibre collagene sono eosinofile
I TESSUTI CONNETTIVI
Se colorate con Azan-Mallory, le fibre collagene assumono un colore bluastro (dovuto al blu di anilina)
Le fibre collagene al m.o. (Azan-Mallory)
I TESSUTI CONNETTIVI
Fasci di fibre collagene (ondulate e a decorso intrecciato) + rete di fibre reticolari (TEM)
I TESSUTI CONNETTIVI
FIBRE COLLAGENE
• Diametro: 1-12 µm
• Flessibili e molto resistenti alla trazione
• Sono quasi sempre presenti nei connettivi propriamente detti
• Sono componenti essenziali della cartilagine ialina e fibrosa e del tessuto osseo
I fasci, a forma di nastro, sono costituiti da un numero variabile di:
Le fibre (collagene e reticolari) sono costituite da un insieme di fibrille
fibrilla
Lo spazio compreso tra fibrilla e fibrilla e tra fibra e fibra è occupato dalla sostanza fondamentale
amorfa.
Fibrille in sezione longitudinale
Fibrille in sezione trasversale
Le fibrille si risolvono in microfibrille
I TE
SS
UT
I CO
NN
ET
TIV
I
Fibre e fibrille
I TESSUTI CONNETTIVI
Grandezza delle fibre collagene
Lo spessore di una fibra
(compreso tra 1 e 12 mm)
può dipendere dal:
-numero di fibrille
-diametro di ogni fibrilla
(compreso tra 20 fino a
300 nm circa)
Ogni fibrilla varia poi per:
-numero di microfibrille
-diametro delle microfibrille Fibra Fibrilla
I TESSUTI CONNETTIVI
Fibre, fibrille, microfibrille, tropocollagene
I TESSUTI CONNETTIVI
Immagine al
microscopio
a forza
atomica di
fibrille
collagene
allineate nel
tendine.
La fibrilla di collagene
280 nm
- Unità di tropocollagene lunghe 280 nm; - Spazio vuoto di 36 nm tra una unità di tropocollagene e l’altra
Lunghezza totale
Unità di tropocollagene (I)
1,5nm Zona vuota (36 nm)
Fibrilla collagene dopo colorazione negativa (ad es. con acido fosfo-tungstico, all’1%, pH 7)
Il metallo di contrasto usato in microscopia elettronica penetra negli spazi vuoti
generando una sorta di immagine “negativa”
Unità di tropocollagene (I)
Zona vuota (gap) di 36 nm
Zona di sovrapposizione (overlap) di 31 nm)
-Le unità di tropocollagene adiacenti sono sfasate di 67 nm (circa ¼ della loro lunghezza, 280 nm). -Presenza di una zona vuota o gap e di una zona di sovrapposizione (overlap)
Periodo di 67 nm
Periodicità della fibrilla di collagene
280 nm
Periodo di circa 67 nm Lunghezza totale
Zona vuota (36 nm) Zona di
sovrapposizione (31 nm)
Unità di tropocollagene (I)
Qui le fibrille sono colorate positivamente con acido fosfo-tungstico all’1%, pH 3,4) e poi acetato di uranile (1%, pH 4,2). Le bande scure trasversali risultano dal legame tra gli ioni metallici della soluzione con I residui laterali carichi del collagene
Tipo I
I TESSUTI CONNETTIVI
Fibrille di collagene
sezionate:
A-longitudinalmente
B-obliquamente
C-tra A e B
A B C
Prolungamento di
fibroblasto
I TESSUTI CONNETTIVI
TEM 25.000 x
Fibre collagene a decorso incrociato (cornea)
I TESSUTI CONNETTIVI
Fibroblasti nel tessuto connettivo lasso
Colorazione Azan-Mallory
I TESSUTI CONNETTIVI
Due fibroblasti circondati da fibre collagene sezionate
per lo più trasversalmente
Notare i prolungamenti citoplasmatici che impacchettano le fibre
I TESSUTI CONNETTIVI
FIBROBLASTO
I TESSUTI CONNETTIVI
FIBROBLASTO
Sintesi di fibre
collagene,
reticolari,
elastiche,
proteoglicani
I TESSUTI CONNETTIVI
Fasi della sintesi di collagene
I Fase :
- sintesi della molecola
immatura (procollagene)
I TESSUTI CONNETTIVI
II Fase:
-secrezione del procollagene e assemblaggio del
tropocollagene
Tropocollagene
(Lisil-ossidasi)
Procollageno peptidasi)
montaggio di fibrille: collagene (a)
reticolari (b)
Poi: più fibrille=una fibra
a
b
Tropocollagene III
Tropocollagene I
Unità di proteina tropocollagene
I TESSUTI CONNETTIVI
Particolare di fibroblasto che sta montando una fibrilla nascente
di collagene in una sua invaginazione superficiale (recesso)
I TESSUTI CONNETTIVI
Fibroblasto in fase di montaggio di fibrille di collagene
I TESSUTI CONNETTIVI
Elenco dei principali tipi di collagene
Organizza-
zione
molecolare
Ti
po
Sintetizzato da...
Funzione
Localizzazione
Collageni
fibrillari
I
Fibroblasti, osteoblasti,
odontoblasti
Resistenza alla tensione
Connettivi lassi e densi,
osso, dentina, cemento
II
Condroblasti
Resistenza alla
compressione
Cartilagine ialina e
fibrosa
III
Fibroblasti, cellule
muscolari lisce,
epatociti, cellule di
Schwann
Contenimento di
strutture sottoposte a
deformazione
Tessuto reticolare, vasi,
tessuto muscolare liscio
V
Fibroblasti
Co-funzione con
collagene I
(vedi tipo I)
XI
Condroblasti
Co-funzione con
collagene II
(vedi tipo II)
Collageni
formanti
reti
IV
Cellule epiteliali
Cellule endoteliali
Cellule muscolari
Cellule di Schwann
Supporto per cellule
Lamine basali in genere
VIII
Cellule epiteliali
Barriera filtrante di
materiale in transito
Membrana di Descemet
della cornea
Collageni
di
ancoraggio
VII
Fibroblasti
Collegamento tra
lamina basale ed ECM
stromale
Derma, lamina propria
delle tonache mucose
Collageni
con tripla
elica
interrotta
associati a
fibrille
(FACIT)
IX
e
XI
Condroblasti
Collegamento laterale di
fibrille di tipo II
Cartilagine ialina e
fibrosa, tendine,
legamento
XII
Fibroblasti
Collegamento laterale di
fibrille di tipo I
Altri tipi di collageni
FIBRE RETICOLARI
• Costituite da collagene tipo III • Fibre sottili (diametro 0,5-2 µm) formate da fibrille collagene di 20–40
nm. • le fibre reticolari non decorrono parallele ma tendono a formare una
struttura a rete che sostiene le cellule circostanti. • il collagene III è molto ricco di catene oligosaccaridiche: perciò sono
colorabili con sali d’argento (fibre argirofile*) e sono PAS positive *argirofilìa: capacità di legare ioni Ag+ ma non di ridurli (occorre un agente riducente)
• Presenti in quantità in: – endonevrio, endomisio – tessuto periendoteliale – stroma degli organi ghiandolari – stroma di sostegno nel midollo osseo e negli organi linfoidi (tranne
il timo) – tra gli adipociti – nei processi iniziali di riparazione delle ferite
Azan-Mallory
Impregnazione argentica
Dotto deferente
I TESSUTI CONNETTIVI
Fibre reticolari in un linfonodo
negli organi linfoidi le f. reticolari sono prodotte dalle cellule reticolari
I TESSUTI CONNETTIVI
Fibre collagene e reticolari al SEM
I TESSUTI CONNETTIVI
LE FIBRE ELASTICHE
Colorazione di Weigert- Van Gieson
Fibre collagene (fasci)
Azan Mallory
I TESSUTI CONNETTIVI
ARTERIA ELASTICA: AORTA
I TESSUTI CONNETTIVI
Le fibre elastiche
Microfibrille e matrice amorfa di elastina
I TESSUTI CONNETTIVI
FIBRE ELASTICHE
• Costituite da fibrillina ed elastina
• Sotto trazione si allungano, per riprendere poi le dimensioni di partenza
• Determinano la necessaria deformabilità in molti tessuti connettivi (limitata dalle fibre collagene)
• Abbondanti nella tonaca elastica delle arterie e nei legamenti
• Nel t. connettivo sono prodotte dai fibroblasti
L’elastina rilassata ha una struttura ad avvolgimento casuale che può riassestarsi diversamente dopo uno stiramento
Le molecole di elastina sono legate covalentemente in gruppi che possono stirarsi reversibilmente per poi riavvolgersi. Possono essere disposte in fibre o in foglietti.
Microfibrille di fibrillina
elastina
Le microfibrille (diam. 10-12 nm) sono costituite all’esterno della cellula. In seguito sono secrete le molecole di tropoelastina che si aggregano nella elastina amorfa (in azzurro). (da R. Ross e P. Bornstein).
Come si formano le fibre elastiche
I TESSUTI CONNETTIVI
Sistema delle fibre elastiche
• Fibre ossitalaniche: solo fasci di microfibrille di fibrillina (manca l’elastina)
• Fibre elauniniche: l’elastina amorfa è poco abbondante e sparsa tra le microfibrille
• Fibre elastiche: con elastina abbondante tra le microfibrille.
I tre tipi di fibre sono presenti:
• in fasi successive di formazione delle fibre elastiche
• In sedi particolari (ad es.: le f. ossitalaniche nella pelle, endonervio, periodonto; le f. elauniniche tra derma papillare e reticolare (vedi avanti), vicino agli adenomeri delle ghiandole sudoripare, nell’epinervio, nello strato condrogenico del pericondrio (v. avanti)
Fibroblasto: secrezione di elastina
2 elastina
1 microfibrille di fibrillina
Parte di fibra elastica
4 elastina
5 microfibrille
Prolungamento di
un fibroblasto
I TESSUTI CONNETTIVI
I TESSUTI CONNETTIVI
AORTA: VASO DI TIPO ELASTICO; COLORAZIONE DI WEIGERT
I TESSUTI CONNETTIVI
TONACA AVVENTIZIA TONACA MEDIA
ARTERIA DI TIPO MUSCOLARE
I TESSUTI CONNETTIVI
ANOMALIE DEL TESSUTO
CONNETTIVO
Sindrome di Ehlers-Danlos: anomalie nelle fibre collagene di tipo V (meno frequenti nel tipo I) del derma e tendini. Ipermobilità e dislocazione (lussazioni) articolari e deformazioni della pelle
Iper-estensibilità cutanea
Pseudo-tumori sul gomito Edvard Ehlers, danese (DEN); Henry Alexandre Danlos (FRA)
I T
ES
SU
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ON
NE
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IVI
Sindrome di
Marfan:
alterazione della
fibrillina (fibre
elastiche) che
porta ad una
alterazione di
tutti i connettivi
in particolare dei
vasi arteriosi.
Morte a 40 anni
per rottura
dell’aorta se non trattata
I TESSUTI CONNETTIVI
Abraham Lincoln
• Le foto di Lincoln mostrano tratti fenotipici tipici della Sindrome di Marfan.
Charles de Gaulle
•Questa patologia comporta, tra le altre cose, allungamento della parte inferiore del corpo, di piedi, mani e gambe e testa caratteristicamente allungata
Sindrome di Marfan e uomini celebri
Osama Bin Laden
I TESSUTI CONNETTIVI
SCORBUTO
Dovuto a carenza di vitamina C.
Comporta:
• anomala sintesi di collagene;
• minore resistenza dei tessuti;
• incapacità di riparare ferite;
• perdita dei denti
esposizione alla luce solare
• L’eccessiva esposizione al sole rimodella estesamente le microfibrille di fibrillina
(che appaiono troncate).
• Le fibre elastiche risultano anomale e non
funzionanti (cute meno elastica, comparsa
delle rughe)
• E’ una struttura tridimensionale macro-molecolare molto viscosa, nella quale sono immerse le cellule e le fibre.
• Ha una quantità variabile di acqua legata ai componenti macromolecolari.
• È attraversata dal liquido tessutale o interstiziale, costituito da acqua in cui sono presenti ioni, micromolecole, enzimi, ormoni.
• Diminuisce con l’età.
2. ECM dei TCPD La sostanza fondamentale amorfa
Componenti della matrice extracellulare
-Glicosamminoglicani (GAG)
-Proteoglicani (un insieme di GAG uniti ad un asse proteico)
-Aggregati proteoglicani-acido ialuronico (solo nella cartilagine)
-Glicoproteine adesive
proteoglicano
• I glicosamminoglicani, (GAG), sono polimeri di unità disaccaridiche ripetute formate da un amminozucchero acetilato (N-acetilglucosammina o N-acetilgalattosammina) e da uno zucchero come l’acido uronico (glucuronico o iduronico) o galattosio. Possono essere presenti uno o più gruppi acidi carbossilici e/o solfati e quindi contenere cariche negative.
• I GAG essendo molecole polari e addirittura acide, si idratano fortemente (legano moltissime molecole di acqua) fungendo da ammortizzatori (shock absorber) o lubrificanti.
glycosaminoglycans
o
PROTEOGL I CANO Glicosamminoglicano
(GAG)
La sintesi e la secrezione del GAG acido ialuronico (in arancio) avviene sulla superficie cellulare ad opera della ialuronato-sintetasi -proteoglicani (in rosso: la proteina che fa da asse; in verde: le singole molecole di GAG) -se la cellula, invece di essere un
fibroblasto o un osteoblasto, è un condroblasto, questo monta all’esterno una super-molecola costituita da tante copie del proteoglicano detto aggrecano tenute insieme da una molecola di acido ialuronico
Proteoglicani
COO- SO4-
COO- SO4-
COO- SO4-
Legano H2O, ioni
I TESSUTI CONNETTIVI
VARI TIPI DI PROTEOGLICANI
I TESSUTI CONNETTIVI
Sostanza amorfa: i
proteoglicani
I TESSUTI CONNETTIVI
Resistenza a forze
di compressione
proteoglicano
GAG
proteina
I TESSUTI CONNETTIVI
Il dominio di una molecola di HA: Paragonare lo spazio occupato dalla macromolecola di acido ialuronico a quello di altre macromolecole di peso molecolare inferiore
I TESSUTI CONNETTIVI
I TESSUTI CONNETTIVI
Fibrilla di collagene
Interazione tra collagene (debolmente acidofilo) e proteoglicani (acidi)
I TESSUTI CONNETTIVI
I TESSUTI CONNETTIVI
I TESSUTI CONNETTIVI
Sostanza fondamentale amorfa
FUNZIONI
di connessione (con altri tessuti): permette al connettivo di collegare tra loro i tessuti
trofica: attraverso di essa si compiono gli
scambi nutritivi e gassosi tra il sangue e le cellule dei tessuti
difensiva: la viscosità è un ostacolo alla
diffusione di sostanze estranee (batteri) meccanica: collega tra di loro le fibre
Colorazione Alcian blu–PAS In rosa le fibre collagene e le proteine adesive In blu i proteoglicani
I TE
SS
UT
I CO
NN
ET
TIV
I
• Glicoproteine della ECM
La fibronectina una delle proteine adesive può legare le integrine ma anche PG e collagene.
Si crea una rete di molecole collegate fra loro in grado di regolare la adesione delle cellule alle componenti della ECM ed anche i movimenti migratori cellulari.
Tipo di molecola secreta
Strutture derivate
Tropocollagene I
Fibre collagene
Tropocollagene V
Tropocollagene XII
Tropocollagene VII
Fibrille di ancoraggio
Tropocollagene III
Fibre reticolari
Tropoelastina
Fibre elastiche
Fibrillina
Fibronectina
Sostanza fondamentale
Proteoglicani: Decorina
Versicano
Macromolecole secrete dal fibroblasto
RIASSUMENDO
Le famiglie di macromolecole che compongono la ECM sono
COLLAGENI
ELASTINA E FIBRILLINA
PROTEOGLICANI E GAG
GLICOPROTEINE STRUTTURALI DI ADESIONE
Funzioni : - connessione di altri tessuti
- funz. meccanica (di sostegno)
- funz. trofica
-funz. difensiva attiva
passiva
Componenti:
- fibre
- sostanza fondamentale
- fibre
- sostanza fondamentale
-sostanza fondamentale
-cellule di difesa
-sostanza fondamentale
-fibre